(57)【要約】  乗降判定装置（１０）は、倒立状態を維持して走行する倒立二輪車（１）への搭乗者の乗車及び降車を判定するものである。また、乗降判定装置は、搭乗者が乗降するステップ部（２４Ｌ，２４Ｒ）に敷設された光ファイバ（１１）と、光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部（１２）と、光ファイバの他端側に接続され、発光部からの検出光を受光する受光部（１３）と、搭乗者が乗降したときのステップ部の上下方向への変位に連動して、光ファイバ内を透過する検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減部（１４）と、受光部による前記検出光の受光量に基づいて、搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部（１５）と、を備えている。
2012025969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光部からの検出光を受光する受光部と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内を透過する前記検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減部と、
前記受光部による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部と、
を備える、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部に敷設された光ファイバには、所定距離の空間部が複数設けられており、
複数の前記透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項３】
請求項２記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は矩形状に形成され、車両本体の一対設けられており、
前記複数の空間部は、前記各ステップ部の長手方向に沿って前後に１対形成されており、
前記透過光量増減部は、前記空間部に対応して設けられている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は、下面部材と該下面部材に接続された側面部材と、側面部材に接続され、前記搭乗者が乗降したときに上下方向へ変位する上面部材と、を有し、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材の下面に設けられ、下方に突出する凸状部であり、
前記光ファイバは、前記下面部材に敷設されており、
前記凸状部は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバの空間部内を入出するように形成されている、ことを特徴する乗降判定装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部は、弾性部材によって覆われている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部には、樹脂部材が封入されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項７】
請求項５記載の乗降判定装置であって、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材に設けられ、前記弾性部材を把持する把持部材であり、
前記把持部材は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記弾性部材を上下方向へ屈曲させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項８】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光手段と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光手段からの検出光を受光する受光手段と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減手段と、
前記受光手段による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定手段と、
を備える、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項９】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定方法であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバの一端側から、検出光を発光する工程と、
前記光ファイバの他端側から前記発光された検出光を受光する工程と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる工程と、
前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する工程と、
を含む、ことを特徴とする乗降検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置及び乗降判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、倒立状態を維持して走行する倒立二輪車の開発が行われており、その倒立状態を維持するという特性上、安全面などを考慮して搭乗者の乗降を判定することが重要となっている。例えば、搭乗者が搭乗するステップ部に設けられた接触式の機械スイッチを用いて、倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置が知られている。当該乗降判定装置において、搭乗者の乗降毎に機械スイッチの電気的接点が接触及び非接触を繰り返すため、その耐久性が問題となることがある。【０００３】
一方、このような問題点を解決すべく、搭乗者が搭乗するステップ部が下方に変位する場合に、ステップ部のステムが発光部からの検出光を遮断し、その遮断を検出部で検出することで搭乗者の乗降を判定する、非接触式の光スイッチを用いた倒立二輪車が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記倒立二輪車において、発光部及び検出部などの電子機器は、ステップ部の下方に設けられた光スイッチに近接して設けられるため、防水性や防塵性などの耐久性に問題が生じる虞がある。【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させた乗降判定装置及び乗降判定方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部と、前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光部からの検出光を受光する受光部と、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内を透過する前記検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減部と、前記受光部による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする乗降判定装置である。【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定方法であって、搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバの一端側から、検出光を発光する工程と、前記光ファイバの他端側から前記発光された検出光を受光する工程と、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる工程と、前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する工程と、を含む、ことを特徴とする乗降検出方法であってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、耐久性を向上させた乗降判定装置及び乗降判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る倒立二輪車の概略的な構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る倒立二輪車の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る乗降判定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る各ステップ部の構成の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る各ステップ部の構成の一例を示す断面図である。
【図６】光ファイバの各空間部及び各ステップ部の上面部材の各凸状部を拡大した拡大図である。
【図７】光ファイバの各空間部及び各ステップ部の上面部材の各凸状部を拡大した拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る乗降判定装置の判定処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る各ステップ部の構成の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る各ステップ部の構成の変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る各ステップ部の構成の変形例を示す断面図である。
【図１２】光ファイバの各空間部及び各ステップ部の上面部材の各凸状部の変形例を示す拡大図である。
【図１３】光ファイバの各空間部及び各ステップ部の上面部材の各凸状部の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る倒立二輪車の概略的な構成を示す正面図である。また、図２は、本実施の形態に係る倒立二輪車の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施の形態に係る倒立二輪車１は、倒立状態を維持しつつ、所望の走行を行うものである。倒立二輪車１は、車両本体２と、車両本体２に回動可能に設けられた左右一対の駆動車輪３Ｌ、３Ｒと、各駆動車輪３Ｌ、３Ｒを回転駆動する一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒと、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御する制御装置５と、車両本体２に操作可能に設けられた操作ハンドル６と、搭乗者の乗降を判定する乗降判定装置１０と、を備えている。
【００１３】
操作ハンドル６は、これを前後方向に傾けることによって、倒立二輪車１の前進又は後退操作が実行され、ロール方向へ傾けることによって、倒立二輪車１の旋回操作が実行される操作部である。ここで、ロール軸とは、車両本体２の中心を通り、倒立二輪車１の走行方向と平行をなす軸である。
【００１４】
一対の駆動車輪３Ｌ、３Ｒは、車両本体２の走行方向と直交する方向の両側において同軸上に配置されると共に当該車両本体２に回転自在に支持されている。
【００１５】
車両本体２は、例えば、互いに平行をなして上下に配置された車体上部材２１及び車体下部材２２と、互いに平行をなして左右に配置されると共に、車体上部材２１及び車体下部材２２と回動可能に連結された一対の側面部材２３Ｌ、２３Ｒと、を有する平行リンク機構として構成されている。
【００１６】
一対の側面部材２３Ｌ、２３Ｒの各外面には、車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒが夫々取り付けられている。車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、一対の駆動車輪３Ｌ、３Ｒを独立して回転駆動することができる。各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒは、例えば、車輪駆動モータ４１Ｌ、４１Ｒと、その車輪駆動モータ４１Ｌ、４１Ｒの回転軸に動力伝達可能に連結された減速ギア４２Ｌ、４２Ｒと、によって構成することができる。
【００１７】
車両本体２には、操作ハンドル６の操作情報（操作量、操作方向など）を検出するための角度検出センサ７が取り付けられている。角度検出センサ７としては、例えば、ポテンショメータやバリコン構造のセンサ等を適用することができる。角度検出センサ７は制御装置５に接続されており、検出した操作ハンドル６の操作情報を制御装置５に対して出力する。
【００１８】
車両本体２には、倒立二輪車１の走行時におけるピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度など姿勢情報を検出する姿勢センサユニット８が設けられている。姿勢センサユニット８は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサなどから構成されている。搭乗者が操作ハンドル６を前方あるいは後方に傾けると、車両本体２が同方向に傾くことになるが、この姿勢センサユニット８は、かかる傾斜に対応したピッチ角度、ピッチ角速度、ピッチ角加速度等を検出する。姿勢センサユニット８は制御装置５に接続されており、検出した姿勢情報を制御装置５に対して出力する。
【００１９】
各駆動車輪３Ｌ、３Ｒの車軸には、各駆動車輪３Ｌ、３Ｒの回転情報（回転角度、回転速度、回転加速度等）を検出する一対の車輪センサ９Ｌ、９Ｒが夫々設けられている。各車輪センサ９Ｌ、９Ｒは制御装置５に接続されており、検出した回転情報を制御装置５に対して出力する。
【００２０】
車両本体２の上面には、操作ハンドル６の左右両側に一対のステップ部２４Ｌ、２４Ｒが設けられている。ステップ部２４Ｌ、２４Ｒは、搭乗者が片足ずつ乗せて乗車する板状部材である。
【００２１】
乗降判定装置１０は、車両本体２に設けられており、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒへの搭乗者の乗車及び降車を判定することができる。図３は、本実施の形態に係る乗降判定装置の概略的なシステム構成を示すブロック図である。乗降判定装置１０は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒ内に敷設された光ファイバ１１と、検出光を発光する発光部１２と、検出光を受光する受光部１３と、光ファイバ１１内を透過する検出光の透過光量を増減させる透過光増減部１４と、搭乗者の乗降を判定する判定部１５と、を有している。
【００２２】
発光部１２は、光ファイバ１１の一端側に接続され、検出光をその光ファイバ１１の一端側に対して照射するものであり、例えば、集光レンズ等の光学部材やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などから構成されている。
【００２３】
受光部１３は、光ファイバ１１の他端側に接続され、発光部１２から発光された検出光をその光ファイバ１１の他端側から受光するものであり、例えば、集光レンズ等の光学部材やフォトダイオード（ＰＤ）などから構成されている。
【００２４】
受光部１３は判定部１５に接続されており、光ファイバ１１から所定量以上の検出光を受光している間、連続的に受光信号を判定部１５に対して出力する。一方、受光部１３は、光ファイバ１１からの検出光の受光量が所定量未満になるとき、受光信号の出力を停止する。なお、上記所定量は、後述する各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの透過光増減部１４の上下移動量に基づいて、搭乗者の乗降が高精度に判定できるように予め設定されている。さらに、補正回路等を用いて上記所定量を調整可能なように構成し、組付け誤差、温度誤差等を補正し、より高精度に判定を行ってもよい。
【００２５】
透過光増減部１４は、搭乗者が乗降したときの各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上下方向の変位に連動して、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を増減させるものであり、この透過光増減部１４と後述の光ファイバ１１の空間部１１１とで光スイッチが構成される。
【００２６】
透過光増減部１４は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに少なくとも１つずつ設けられている。例えば、透過光増減部１４は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの長手方向に沿って前後に一対設けられているが、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに設けられる透過光増減部１４の数及び位置は任意でよい。
【００２７】
判定部１５は、受光部１３の検出光の受光量に応じた受光部１３からの受光信号に基づいて、搭乗者の乗車及び降車を判定する。例えば、判定部１５は受光部１３から受光信号を受信している間、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒから離れていて、搭乗者が降車していると判定する。一方、判定部１５は、受光部１３から受光信号を受信していない間、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに乗っていて、搭乗者が乗車していると判定する。判定部１５は、制御装置５に接続されており、その搭乗者の乗降の判定信号（降車信号あるいは乗車信号）を制御装置５に対して出力する。
【００２８】
図３に示すように、発光部１２から延びる各光ファイバ１１は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒ内に夫々挿入され、各光スイッチが設けられる位置に夫々敷設される。一方、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒから出た各光ファイバ１１は、夫々、受光部１３に接続される。なお、図３に示す光ファイバ１１の接続方法は一例であり、任意の接続方法が適用可能である。
【００２９】
上述したように、本実施の形態において、搭乗者の乗降判定に非接触式の光スイッチを用いることで、電気的接点を有する接触式の機械スイッチと比較して、耐久性に優れる。また、光ファイバ１１上に複数の空間部１１１を設け、その空間部１１１に対応させて各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに複数の凸状部２４１を設けた複数の光スイッチを構成した場合でも、必要とされる発光部１２、受光部１３及び判定部１５は夫々１つで済むため、コスト削減に繋がる。さらに、配線自由度も高いため配線性も良好となる。
【００３０】
図４は、本実施の形態に係る各ステップ部の構成の一例を示す断面図である。各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒは、車両本体２に支持された略矩形状の下面部材２４２と、下面部材２４２の辺縁部に接続された側面部材２４３と、側面部材２４３の上端部に接続され、下面部材２４２に対向し、搭乗者が足を載せることができる略矩形状の上面部材２４４と、を有している。
【００３１】
各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４は、例えば、合成樹脂などの一定量撓む剛性部材により構成されている。各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒは、その上面に搭乗者の足が乗り、荷重が掛ると下方向へ一定量だけ撓み（図５）、一方、その上面から搭乗者の足が離れると元の平面状態へ復元するように構成されている（図４）。このように、搭乗者が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに乗降すると、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４は上下方向へ変形し変位する。
【００３２】
各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４の下面には、上記透過光増減部１４の一具体例である、下方向へ突出する凸状部２４１が設けられている。凸状部２４１は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの長手方向に沿って、前後に一対設けられているが、設けられる凸状部２４１の形状、位置及び数は任意でよい。例えば、凸状部２４１は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの略中央に１つ或いは３つ以上設けられる構成であってよい。また、凸状部２４１と上面部材２４４とは別体として形成されているが、これに限らず、凸状部２４１と上面部材２４４とは一体で形成されていてもよい。上記各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの構成は一例であり、これに限らず、任意の構成が適用可能である。
【００３３】
上面部材２４４の凸状部２４１の下方であり下面部材２４２上には、光ファイバ１１が敷設されている。光ファイバ１１は、例えば、熱硬化アクリル系樹脂などからなり、コアと、その外周部に一体で形成されたフッ素樹脂などからなるクラッドと、から構成された線状部材である。
【００３４】
光ファイバ１１には、所定距離の空間部１１１が複数設けられている。なお、この所定距離は、例えば、光ファイバ１１を透過する検出光のロスが小さく、かつ、凸状部２４１の入出が可能な最適な距離に設定されている。光ファイバ１１の各空間部１１１は、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４の各凸状部２４１に対応する位置に夫々設けられている。図６は、光ファイバの各空間部及び各ステップ部の上面部材の各凸状部を拡大した拡大図である。各空間部１１１は、図６に示すように、ゴムなどの弾性部材１１２により覆われている。
【００３５】
なお、弾性部材１１２として、例えば、ワイヤーメッシュタイプのバネ部材等の形状記憶合金を適用してもよい。これにより、凸状部２４１と接触する接触部分において極めて高い耐久性（例えば、１００〜１０００万回程度）が確保される。さらに、光ファイバ１１の各空間部１１１内に、シリコン樹脂などの樹脂部材を封入してもよい。これにより、各空間部１１１内に生じる氷結などを防止することができる。なお、各空間部１１１は、弾性部材１１２により覆われている構成であるが、これに限らず、各空間部１１１は、弾性部材等により覆われていない構成であってもよい。
【００３６】
搭乗者が乗降したときに各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４が上下方向へ変位すると、各凸状部２４１は、その上下方向の変位に連動して光ファイバ１１の各空間部１１１内を入出して、光ファイバ１１内を透過する検出光の透過光量を増減させる。
【００３７】
より具体的には、図５に示すように、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４上に乗り荷重が掛ると、上面部材２４４が下方へ撓むことにより上面部材２４４の各凸状部２４１が下方へ移動する。これにより、各凸状部２４１が光ファイバ１１の各空間部１１１内に入り、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を減少させる。このとき、凸状部２４１は、図７に示すように、各空間部１１１の弾性部材１１２を下方へ変形させつつ、各空間部１１１内へ侵入することで、光ファイバ１１内を透過する検出光の透過光量を減少させることができる。
【００３８】
一方、図４に示すように、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒから離れ無荷重になると、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４が元の平面状態に復元することで、上面部材２４４の各凸状部２４１が上方へ戻る。これにより、図６に示すように、各凸状部２４１が光ファイバ１１の各空間部１１１内から出ることで、光ファイバ１１内の検出光の透過光量は増加し、通常の透過量に戻る。
【００３９】
操作ハンドル６の基部６１には、制御装置５、バッテリー１６、その他の電子機器等と共に、上述した、発光部１２、受光部１３及び判定部１５が収納されたＥＣＵボックス１７が設けられている（図１）。このＥＣＵボックス１７は密閉されており、防塵性、防水性、防振性、防磁性などが確保されている。これにより、ＥＣＵボックス１７内の機器の耐久性や信頼性を向上させている。なお、ＥＣＵボックス１７は、上述したように、操作ハンドル６の基部６１に設けられているが、これに限らず、上記耐久性や信頼性が確保できれば任意の位置に設けることが可能である。
【００４０】
上述の如く、実際に搭乗者の乗降を検出することとなる各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４の各凸状部２４１及び光ファイバ１１の各空間部１１１（光スイッチ）は、塵、水分、振動、電磁波等が比較的に生じ易い位置に存在しているが、一方で、これらにより悪影響を受け易い乗降判定装置１０の発光部１２、受光部１３、及び判定部１５は、密閉され、耐久性が確保されたＥＣＵボックス１７内に、上記光スイッチ部と離れた位置で収納されている。また、ＥＣＵボックス１７内に一括して各機器を収納することで、メンテナンス性も良好となる。さらに、光スイッチと、発光部１２及び受光部１３とは、上記塵、水分、振動、電磁波等の影響を受け難い光ファイバ１１を介して接続されているため、通常の電気配線と比較して、その信頼性及び配線性はより高いものとなっている。
【００４１】
車両本体２の車体上部材２１には、一対の車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒ等を駆動する駆動回路１８Ｌ、１８Ｒが内蔵されている（図２）。
【００４２】
制御装置５は、姿勢センサユニット８からの姿勢情報、角度検出センサ７からの操作情報、乗降判定装置１０の判定部１５からの判定信号、などに基づいて所定の演算処理を実行し、必要な制御信号を各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒに対して出力する。制御装置５は、搭乗者による走行操作に応じて、各車輪駆動ユニット４Ｌ、４Ｒを制御することで、各駆動車輪３Ｌ、３Ｒの駆動を制御し、倒立二輪車１に倒立状態を維持させつつ、所望の速度及び方向（例えば、前進、後進、右旋回、左旋回、加速、減速、停止）で走行させることができる。
【００４３】
制御装置５は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を有する演算回路５１と、プログラムメモリ、データメモリ、その他のＲＡＭ、ＲＯＭ等を有する記憶装置５２と、を備えている。バッテリー１６は、制御装置５、各駆動回路１８Ｌ、１８Ｒ及び乗降判定装置１０に夫々接続されており、これらに電力を供給する。なお、上述した倒立二輪車１の構成は一例であり、本実施の形態に係る乗降判定装置１０は、倒立状態を維持して走行する任意の倒立二輪車に適用可能である。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る乗降判定装置による乗降判定方法について、詳細に説明する。図８は、本実施の形態に係る乗降判定装置の判定処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００４５】
例えば、搭乗者が倒立二輪車１において所定の操作を行うと乗降判定装置１０が起動し、発光部１２は、検出光をその光ファイバ１１の一端側に対して照射を開始する（ステップＳ１０１）。光ファイバ１１に照射された検出光は、光ファイバ１１内を透過して、受光部１３は所定量以上の検出光を受光する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
受光部１３は、その所定量以上の検出光を受光している間、受光信号を判定部１５に対して出力する（ステップＳ１０３）。判定部１５は、受光部１３から受光信号を受信している間、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒから離れ、搭乗者が降車していると判定し（ステップＳ１０４）、降車信号を制御装置５に対して出力する。
【００４７】
その後、例えば、搭乗者が搭乗を開始し、図５に示すように、その足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒ上に乗り荷重が掛ると、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４が下方へ撓み、上面部材２４４の各凸状部２４１が下方へ移動して、各凸状部２４１が光ファイバ１１の各空間部１１１内に入り、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を減少させる（ステップＳ１０５）。
【００４８】
受光部１３は、光ファイバ１１から所定量以上の検出光を受光しない間、受光信号の出力を停止し（ステップＳ１０６）、判定部１５は受光部１３から受光信号を受信していない間、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒに乗っていて、搭乗者が乗車していると判定し（ステップＳ１０７）、乗車信号を制御装置５に対して出力する。
【００４９】
以上、本実施の形態に係る乗降判定装置１０において、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの透過光増減部１４は、搭乗者が乗降したときの各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上下方向への変位に連動して、発光部１２から発光され光ファイバ１１内を透過する検出光の透過光量を増減させ、判定部１５は、受光部１３による検出光の受光量に基づいて、搭乗者の乗車及び降車を判定する。このように、搭乗者の乗降判定に非接触式の光スイッチを用いることで、電気的接点を有する接触式の機械スイッチと比較して、耐久性に優れる。また、塵、水分、振動、電磁波等の悪影響を受け易い乗降判定装置１０の発光部１２、受光部１３、及び判定部１５を、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの光スイッチと離して、耐久性が確保されたＥＣＵボックス１７内に収納することができる。さらに、光スイッチと、発光部１２及び受光部１３は、上記塵、水分、振動、電磁波等の影響を受け難い光ファイバ１１を介して接続されているため、その信頼性及び配線性をより向上させることができる。すなわち、乗降判定装置１０の耐久性を向上させることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００５１】
例えば、上記実施の形態において、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４に各凸状部２４１が設けられ、下面部材２４２に光ファイバ１１が敷設されているが、これに限らず、例えば、各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４の下面に光ファイバ１１が敷設され、下面部材２４２の上面に各凸状部２４１が設けられる構成であってもよい（図９）。
【００５２】
また、上記実施の形態において、側面部材２４５をバネ部材などの弾性体で構成し、搭乗者が乗降したときの側面部材２４５の上下方向の伸縮を利用して、上面部材２４４を上下方向へ変位させ、光ファイバ１１の各空間部１１１に各凸状部２４１が入出させてもよい（図１０）。
【００５３】
図１１に示すように、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４上に乗り荷重が掛ると、各側面部材２４５が収縮することにより上面部材２４４の各凸状部２４１が下方へ移動する。これにより、各凸状部２４１は、光ファイバ１１の各空間部１１１内に入り、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を減少させる。
【００５４】
さらに、上記実施の形態において、光ファイバ１１の空間部１１１の所定距離を大きく設定し、凸状部２４１が空間部１１１に入るときに生じる弾性部材１１２の弾性力を小さく抑えるように構成さてもよい。これにより、弾性部材１１２に加わる力を小さく抑えることができ、当該弾性部材１１２の弾性疲労等を低減することができ、耐久性が増す。
【００５５】
図１２に示すように、例えば、透過光増減部１４として、弾性部材１１２を把持する把持部材２４６を適用し、この把持部材２４６を、搭乗者が乗降したときの各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上下方向の変位に連動させてもよい。
【００５６】
図１３に示すように、搭乗者の足が各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上面部材２４４上に乗り荷重が掛かり、上面部材２４４が下方へ移動すると、把持部材２４６も連動し下方へ移動する。これにより、弾性部材１１２が下方へ屈曲し各空間部１１１内に入ることで、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を減少させることができる。
【００５７】
上述したように、本実施の形態において、搭乗者が乗降したときの各ステップ部２４Ｌ、２４Ｒの上下方向への変位に連動して、光ファイバ１１の各空間部１１１内に各凸状部２４１が入出することで、光ファイバ１１内の検出光の透過光量を増減できる構成であれば、任意の構成が適用可能である。
【００５８】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、上述した処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００５９】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。
【００６０】
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００６１】
さらに、上記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００６２】
（付記１）
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部と、前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光部からの検出光を受光する受光部と、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内を透過する前記検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減部と、前記受光部による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部と、を備える、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記２）
（付記１）の乗降判定装置であって、前記ステップ部に敷設された光ファイバには、所定距離の空間部が複数設けられており、複数の前記透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記３）
（付記２）の乗降判定装置であって、前記ステップ部は矩形状に形成され、車両本体の一対設けられており、前記複数の空間部は、前記各ステップ部の長手方向に沿って前後に１対形成されており、前記透過光量増減部は、前記空間部に対応して設けられている、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記４）
（付記１）乃至（付記３）のうちいずれかの乗降判定装置であって、前記ステップ部は、下面部材と該下面部材に接続された側面部材と、側面部材に接続され、前記搭乗者が乗降したときに上下方向へ変位する上面部材と、を有し、前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材の下面に設けられ、下方に突出する凸状部であり、前記光ファイバは、前記下面部材に敷設されており、前記凸状部は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバの空間部内を入出するように形成されている、ことを特徴する乗降判定装置。
（付記５）
（付記２）乃至（付記４）のうちいずれかの乗降判定装置であって、前記光ファイバの空間部は、弾性部材によって覆われている、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記６）
（付記２）乃至（付記５）のうちいずれかの乗降判定装置であって、前記光ファイバの空間部には、樹脂部材が封入されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記７）
（付記５）の乗降判定装置であって、前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材に設けられ、前記弾性部材を把持する把持部材であり、前記把持部材は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記弾性部材を上下方向へ屈曲させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記８）
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光手段と、前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光手段からの検出光を受光する受光手段と、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる少なくとも１つの透過光増減手段と、前記受光手段による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定手段と、を備える、ことを特徴とする乗降判定装置。
（付記９）
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定方法であって、搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバの一端側から、検出光を発光する工程と、前記光ファイバの他端側から前記発光された検出光を受光する工程と、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる工程と、前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する工程と、を含む、ことを特徴とする乗降検出方法。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えば、倒立状態を維持して所望の走行を行う倒立二輪車への搭乗者の乗降を判定する乗降判定装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１      倒立二輪車
２      車両本体
１０    乗降判定装置
１１    光ファイバ
１２    発光部
１３    受光部
１４    透過光増減部
１５    判定部
２４Ｌ、２４Ｒ    ステップ部
２４１  凸状部
２４２  下面部材
２４３  側面部材
２４４  上面部材
【図１】
2012025969.tif 000003
【図２】
2012025969.tif 000004
【図３】
2012025969.tif 000005
【図４】
2012025969.tif 000006
【図５】
2012025969.tif 000007
【図６】
2012025969.tif 000008
【図７】
2012025969.tif 000009
【図８】
2012025969.tif 000010
【図９】
2012025969.tif 000011
【図１０】
2012025969.tif 000012
【図１１】
2012025969.tif 000013
【図１２】
2012025969.tif 000014
【図１３】
2012025969.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月21日(2011.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光部からの検出光を受光する受光部と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内を透過する前記検出光の透過光量を増減させる複数の透過光増減部と、
前記受光部による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部と、
を備え、
前記ステップ部に敷設された光ファイバには、該光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された空間部が複数設けられており、
前記複数の透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は矩形状に形成され、車両本体の一対設けられており、
前記複数の空間部は、前記各ステップ部の長手方向に沿って前後に１対形成されており、
前記透過光量増減部は、前記空間部に対応して設けられている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項４】
請求項１又は３記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は、下面部材と該下面部材に接続された側面部材と、側面部材に接続され、前記搭乗者が乗降したときに上下方向へ変位する上面部材と、を有し、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材の下面に設けられ、下方に突出する凸状部であり、
前記光ファイバは、前記下面部材に敷設されており、
前記凸状部は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバの空間部内を入出するように形成されている、ことを特徴する乗降判定装置。
【請求項５】
請求項１、３及び４のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部は、弾性部材によって覆われている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項６】
請求項１、及び３乃至５のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部には、樹脂部材が封入されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項７】
請求項５記載の乗降判定装置であって、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材に設けられ、前記弾性部材を把持する把持部材であり、
前記把持部材は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記弾性部材を上下方向へ屈曲させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項８】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光手段と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光手段からの検出光を受光する受光手段と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる複数の透過光増減手段と、
前記受光手段による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定手段と、
を備え、
前記ステップ部に敷設された光ファイバには、該光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された空間部が複数設けられており、
前記複数の透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項９】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定方法であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバの一端側から、検出光を発光する工程と、
前記光ファイバの他端側から前記発光された検出光を受光する工程と、
複数の透過光増減部が、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記ステップ部に敷設された光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された複数の空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる工程と、
前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する工程と、
を含む、ことを特徴とする乗降検出方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月5日(2013.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光部と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光部からの検出光を受光する受光部と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内を透過する前記検出光の透過光量を増減させる複数の透過光増減部と、
前記受光部による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定部と、
を備え、
前記ステップ部に敷設された光ファイバには、該光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された空間部が複数設けられており、
前記複数の透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させ、
前記発光部、前記受光部、及び前記判定部は、密閉が確保されたボックス内に前記透過光増減部及び前記空間部と離れた位置で収納されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は矩形状に形成され、車両本体に一対設けられており、
前記複数の空間部は、前記各ステップ部の長手方向に沿って前後に１対形成されており、
前記透過光量増減部は、前記空間部に対応して設けられている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の乗降判定装置であって、
前記ステップ部は、下面部材と該下面部材に接続された側面部材と、側面部材に接続され、前記搭乗者が乗降したときに上下方向へ変位する上面部材と、を有し、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材の下面に設けられ、下方に突出する凸状部であり、
前記光ファイバは、前記下面部材に敷設されており、
前記凸状部は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバの空間部内を入出するように形成されている、ことを特徴する乗降判定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部は、弾性部材によって覆われている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の乗降判定装置であって、
前記光ファイバの空間部には、樹脂部材が封入されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項６】
請求項４記載の乗降判定装置であって、
前記透過光量増減部は、前記ステップ部の上面部材に設けられ、前記弾性部材を把持する把持部材であり、
前記把持部材は、前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記弾性部材を上下方向へ屈曲させる、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項７】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定装置であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバと、
前記光ファイバの一端側に接続され、検出光を発光する発光手段と、
前記光ファイバの他端側に接続され、前記発光手段からの検出光を受光する受光手段と、
前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記光ファイバ内の前記検出光の透過光量を増減させる複数の透過光増減手段と、
前記受光手段による前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する判定手段と、
を備え、
前記ステップ部に敷設された光ファイバには、該光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された空間部が複数設けられており、
前記複数の透過光量増減部は、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させ、
前記発光手段、前記受光手段、及び前記判定手段は、密閉が確保されたボックス内に前記透過光増減手段及び前記空間部と離れた位置で収納されている、ことを特徴とする乗降判定装置。
【請求項８】
倒立状態を維持して走行する倒立二輪車への搭乗者の乗車及び降車を判定する乗降判定方法であって、
搭乗者が乗降するステップ部に敷設された光ファイバの一端側から
、検出光を発光する工程と、
前記光ファイバの他端側から前記発光された検出光を受光する工程と、
複数の透過光増減部が、夫々、前記搭乗者が乗降したときの前記ステップ部の上下方向への変位に連動して、前記ステップ部に敷設された光ファイバが分断されその端部が所定距離だけ離間して形成された複数の空間部内を入出して、前記検出光の透過光量を増減させる工程と、
前記検出光の受光量に基づいて、前記搭乗者の乗車及び降車を判定する工程と、
を含み、
前記検出光を発光する発光部、前記検出光を受光する受光部、及び前記乗車及び降車を判定する判定部は、密閉が確保されたボックス内に前記透過光量を増減させる透過光増減部と離れた位置で収納されている、ことを特徴とする乗降検出方法。
【国際調査報告】
2012025969.tif 000016
2012025969.tif 000017
2012025969.tif 000018
2012025969.tif 000019